Abacus的简单裂纹模拟.doc

Abacus的简单裂纹模拟 裂纹描述：有一平板带单边裂纹，长L=6m,宽h=3m,裂纹长a=0.5m，弹性模量E=200GPa,泊松比为0.2.平板的上、下边受到均布载荷为50000的均匀拉伸。 1.建模 进入草图模式，在2Dplanar模式下创建3*6的矩形板，按两次中键退出草图，点击Partition Face:Sketch再次进入草图模式，创建一条长为0.5的裂纹和两个半圆组成的塑性区。 进入property模块，定义材料参数和截面。 进入assembly模块，定义装配件，选择independent. 进入step模块，按默认设置。 进入interaction模块，单击special-crack-assign crack,按住shift键，选择裂纹，然后点击special-crack-create,给裂纹起名，单击continue;选择内部小圆作为first contour region,选择圆心作为crack tip region，用向量q表示裂纹扩展方向；进入edit crack模块，定义裂尖的奇异性。 进入step模块，单击history output manager,点击edit,进入edit history output request菜单，设置输出内容。 进入load模块，定义外载及边界条件。 进入mesh模块，设置种子；圆内部用四边形二次单元，单元的角度在10°到20°之间所得结果较准确，非减缩单元，并且四边形占优先元；正方形内部扫略，外层用四边形单元。效果如图。 2. 结果 图一 图二 图一表示裂纹变形图，图二表示平板应力云图。 而裂尖的应力分布如下图： 计算结果： 1 2 3 4 5 K1 8.1258E04 8.1259E04 8.1259E04 8.1259E04 8.1294E04 K2 0.2487 0.2563 0.2612 0.2764 -5.700 J 3.1443E-02 3.1443E-02 3.1443E-02 3.1443E-02 3.1470E-02 验算结果并比较 已知h=3,a=0.5,σ=50000.可以用有限宽长板带单边裂纹，受无穷远处的均匀拉伸来模拟，计算应力强度因子的公式为： ，其中 则=1.30， =1.253，K1=50000*1.30*1.253=81444.8 与表格中的结果比较，误差在0.2％≈0，在允许范围内。